Käsiteanalyysi. Jouni Huotari & Ari Hovi. kirjan Hovi, Huotari, Lahdenmäki: Tietokantojen suunnittelu & indeksointi, Docendo (2003, 2005) luku 3

Transkriptio

1 Informaatioteknologian instituutti IIO30100 Tietokantojen suunnittelu Käsiteanalyysi kirjan Hovi, Huotari, Lahdenmäki: Tietokantojen suunnittelu & indeksointi, Docendo (2003, 2005) luku 3 Jouni Huotari & Ari Hovi

2 Käsitemalli Reaalimaailma Kohdealue Tietokanta Kohdealueen valinnasta käsitemallin kautta toteutettavaan tietokantaan K2008 2

3 Systeemimetodologian malli K2008 3

4 Termejä Käsite = kohde (Entity) = yksilö- tai oliotyyppi ~ luokka yksittäiset oliot, esiintymät, ilmentymät, instanssit Käsiteanalyysi = kohdeanalyysi Käsitemalli (ER-malli) Ks. Tietoanalyysi (Soini) ER-kaavio (tietokantakaavio) ~ luokkakaavio Yhteys = riippuvuus = assosiaatio = suhde (Relationship) Ominaisuus = tieto = attribuutti (Attribute) Lukumääräsuhde = kardinaliteetti Notaatio = kuvaustekniikka K2008 4

5 Käsiteanalyysi Käsiteanalyysi on tietokantoihin johtavan suunnitteluprosessin ensimmäisiä vaiheita Selvitetään, mitkä ovat tietokantaan talletettavat tiedot Aloitetaan karkealla tasolla; toisaalta yksittäisten olioiden tunnistaminen auttaa käsitteiden löytymistä Tuloksena on käsitemalli Mitkä Mitkäovat tietokantaan talletettavat tiedot tiedot ja ja niiden niiden väliset väliset yhteydet tietyllä tietylläkarkeustasolla Tietokannan piirustukset Yhteinen näkemys (tai (tai sopimus) kohdealueesta K2008 5

6 Käsitemalli on kuvaus tietokannan toteutusta varten Käsitemalli Tietokannan taulut K2008 6

7 Käsiteanalyysistä Selventää kohdealueen käsitteistöä yhteinen kieli kohdealueen sanakirja On täysin riippumaton tulevasta teknisestä toteutuksesta ja tietokannan hallintajärjestelmistä Kuvittele, että käsitemalli toimii äärettömän tehokkaassa koneessa ei suorituskykypohdintoja vielä kaikki tiedot esiintyvät vain kertaalleen - ei toistoa Käsiteanalyysiä ei kannata jatkaa liian pitkään tee välillä muita systeemityön alueita toteuta prototyyppi ja paranna käsitemallia K2008 7

8 Käsitteen tunnistaminen Käsite ilmaisee jotain asiaa, esinettä, henkilöä, paikkaa, tapahtumaa tms., josta haluamme tallettaa tietoa tulevaa käyttöä varten Osoitettavissa oleva reaalimaailman objekti, kuten työntekijä, tuote, asiakas tai organisaatioyksikkö Abstrakti tai kuvitteellinen asia, kuten tulosyksikkö, vakuutuskorvaus tai budjettikuukausi Pysyvän luontoinen, kuten asiakas, tuote tai tapahtumatyyppinen, kuten tilausrivi, tilitapahtuma Käsite on lauseessa substantiivi Asiakas tekee tilauksia K2008 8

9 Tehtävä 1: käsitteiden tunnistaminen Tee lista esim. Demox Oy:n käsitteistä (nk. käsiteehdokkaiden kirjaus) Voit käyttää joko kynää ja paperia tai listata käsitteet tietokoneella Tee lista nopeasti miettimättä aluksi kovin tarkkaan mikä olisi paras nimitys eri käsitteille Lopuksi voit hieman ryhmitellä käsitteitä (esim. mind-map) ja miettiä oliko kirjaamasi käsite paras mahdollinen vaihtoehto Ratkaisuehdotus toisessa moduulissa (yhtä ainutta oikeata vastausta ei ole olemassa) Näistä käsite-ehdokkaista mietitään, mitkä käsitteet ovat yläkäsitteitä ja mitkä kuuluvat yläkäsitteen alle K2008 9

10 Esimerkki: Demox Oy - Taustaa Matti ja Maija olivat opiskelleet taideteollisessa korkeakoulussa. Maijaa kiinnostivat tekstiilityö ja Matti mieltyi puun työstämiseen. Yhdessä he päättivät perustaa yrityksen, jonka liikeideana oli valmistaa ja markkinoida yrityksille liikelahjoja. Tuotteisiin voitiin painaa tai polttaa yrityksen logo. Matti suunnitteli joukon tuotteita, jotka valmistettiin pääasiassa kotimaisista puulajeista. Valikoimaan kuului mm. kuksia, puukkoja ja paperiveitsiä. Maija suunnitteli upean malliston, joka sisälsi mm. solmioita, huiveja ja laukkuja. Tuotteita lähdettiin markkinoimaan netissä ja eri alojen ammattilehdissä. Yrityksen liikeidea osoittautui toimivaksi. Matti ja Maija saivat tilauksia useilta suomalaisilta yrityksiltä. Toiminnan kasvaessa Matti ja Maija totesivat, että asiakastietojen ja tilausten hallinta manuaalisesti on liian työlästä. Matin veli Seppo oli opiskellut tietojenkäsittelyä. Seppo tarjoutui tekemään yrityksen käyttöön pienen tietokantapohjaisen tietojärjestelmän. Haastattelun tuloksena hän sai aikaan seuraavanlaisen vaatimusmäärittelyn (seuraava kalvo). K

11 Esimerkki: Demox Oy - Vaatimusmäärittely 1. Johdanto. Tavoitteena on tehdä tietokantaohjelmisto pienyrityksen asiakas-, tuote- ja tilaustietojen hallintaan. Toimeksiantajana on Demox Oy, jossa on neljä työntekijää. 2. Toiminnot. Pakollisia toimintoja ovat: P1. Asiakastietojen (nimi, osoite, puhelin ym.) ylläpito. P2. Tuotetietojen (nimi, tuoteryhmä, hinta ym.) ylläpito. P3. Tilaustietojen (ainakin tilauspvm) ylläpito. Tärkeitä toimintoja ovat: T1. Yhteenvetoraportti vuoden aikana toimitetuista tuotteista asiakkaittain. T2. Tarratulostus asiakastiedoista (myynnin mukaisessa järjestyksessä). Parhaimmille asiakkaille (yhteyshenkilölle kohdistettuna) lähetetään joululahja ja muille joulukortti vuosittain. K

12 Käsitemallinnus

13 Esimerkkejä kuvaustekniikoista eli notaatioista Käsite ASIAKAS ASIAKAS ASIAKAS Yhteys eli riippuvuus tekee ASIAKAS TILAUS ASIAKAS 1:1 tekee 0:N TILAUS ASIAKAS TILAUS K

14 Yhteys eli riippuvuus Riippuvuus ilmaisee yhteyttä tai suhdetta käsitteiden välillä Yhteyttä voi kuvata verbillä Isällä on monta lasta Asiakas tekee monta tilausta Myyjä myy monta tuotetta Tilin avaa yksi henkilö Muista lukea lause molempiin suuntiin ja kysyä (toimeksiantajalta) esim.: Voiko lapsella olla monta isää? Voiko yhdessä tilauksessa olla monta asiakasta Voiko samaa tuotetta myydä moni myyjä? Voiko yksi henkilö avata monta tiliä Mieti, mihin tarkoitukseen (kenelle) tietokanta tulee Tee myös päätös: halutaanko historiatietoa tallentaa (esim. tuotteen myyntihistoria) K

15 Yhteyksien merkintätapoja Yhden suhde moneen -yhteys, 1:M, voidaan ilmaista lukuisilla eri tavoilla riippuen käytettävästä notaatiosta, esim. K

16 2 vaihtoehtoista suositusta yhteyksien kuvaamiseksi harakanvarvasnotaatio UML-notaatio yksi-yhteen yksi-moneen moni-moneen * * * crow s feet K

17 Käsitemalli voidaan johtaa esiintymistä HENKILÖ TILI Pekka Joki Käsitemalli Pirkko Joki Esiintymiä ASIAKAS asiakastunnus asiakas_nimi puhelinnumero asiakasluokka perustamispvm PeHe Pekka Heikkilä K

18 Mallinnustehtävä 2 a) Mallinna tilaustenkäsittelyyn liittyvien käsitteiden TILAUS, ASIAKAS ja TUOTE väliset yhteydet Suositus: tee käsitemalli MS Vision UMLluokkakaavionotaatiolla K

19 Pikaohje käsitemallinnukseen (UML-luokkakaavio) Luo yhteys Binary Association työkalulla Muuta viivan asetukset kaksoisnapsautuksella ja hiiren oik.puoleisella napilla Shape Display Options Format - Line Jos halutaan korostaa riippuvuutta K

20 Tiedot eli ominaisuudet eli attribuutit Käsitteisiin liittyy tietoja eli ominaisuuksia (attribute) Käsitteellä on oltava yksilöivä tunniste eli perusavain (primary key, PK) pakollinen, yksilöivä tieto voi koostua useasta tiedosta voi olla luonnollinen tai ns. surrogaatti (johdettu) ei saa olla tyhjä; moniosaisen perusavaimen kohdalla edes osittain Voidaan merkitä esim. alleviivaamalla tai lihavoimalla Joukko tavallisia tietoja (non-key attributes) Viiteavaimet (foreign key, FK) voi olla osa perusavainta voidaan merkitä esim. laittamalla kirjaimet FK tai kursivoimalla Tiedot kuvaavat käsitettä, johon ne liittyvät K

21 Esimerkkejä ASIAKAS asiakastunnus asiakas_nimi puhelinnumero asiakasluokka perustamispvm ASIAKAS asiakastunnus asiakas_nimi puhelinnumero asiakasluokka perustamispvm ASIAKASRYHMA ASIAKAS ryhmatunnus asryhmannimi Perusavain Muut tiedot Viiteavain as_tunnus as_nimi as_osoite ryhmatunnus (FK) K

22 Mallinnustehtävä 2 (jatkuu) b) Mitä ominaisuuksia liittyy mallinnustehtävässä 2 a tunnistettuihin käsitteisiin? Kirjaa ne käsitteiden viereen. K

23 Tarkempaa käsitemallinnusta Ehdollisuus; riippumattomat ja riippuvat käsitteet Moni-moneen-yhteys ja sen purkaminen Yksi-yhteen-yhteys Esimerkkejä Yhteys itseensä; hierarkkiset rakenteet Käsitteiden yhdistäminen K

24 Yhteyksien pakollisuus / ehdollisuus OSASTO osasto_id osastonimi OSASTO osasto_id osastonimi voi kuulua HENKILO henkilotunnus etunimi Sukunimi osasto_id Henkilö voi kuulua osastoon (ei siis ole pakko kuulua) * on kuuluttava HENKILO henkilotunnus etunimi Sukunimi osasto_id Henkilö kuuluu osastoon (ei voi tallettaa henkilöä antamatta samalla osastoa) * 0:1 0:M K

25 Käsitetyypit 1) Moni-moneen-yhteydet => assosiatiiviset käsitteet Esimerkiksi projektin ja henkilön välillä on moni-moneen-yhteys Tämän yhteyden nimi on esim. osallistuu Tästä voidaan johtaa assosiatiivinen käsite osallistuminen HENKILO PROJEKTI ptun pnimi osallistuu HENKILO htun etunimi sukunimi osoite PROJEKTI ptun pnimi htun etunimi sukunimi osoite OSALLISTUMINEN OsallistumisID ptun htun Tunnit KirjausPvm K

26 Käsitetyypit (jatkoa) 2) Riippumattomat käsitteet eli ydinkäsitteet (Independent entities) Käsitteen perusavaimessa ei tarvita muiden käsitteiden tietoja Käsite ei ole riippuvainen muista käsitteistä (voi tallettaa tietoja muista välittämättä) 3) Riippuvat käsitteet eli karakteristiset käsitteet PROJEKTI ptun pnimi HENKILO htun etunimi sukunimi osoite Käsitteen moniosaisessa perusavaimessa on mukana isä-käsitteen perusavain Käsite ei voi olla olemassa, jos ei isää ole (ei voida tallettaa projektitunteja jollei projektia ole olemassa) OSALLISTUMINEN ptun htun Tunnit KirjausPvm UML: * K

27 Suhteista Monta riippuvuutta samojen käsitteiden välillä: Asiakas omistaa käyttää => Jos on monta riippuvuutta, nimeä riippuvuudet Tili Moni-moneen-yhteys: muista purkaa, jos ollaan tekemässä relaatiotietokantaa! Asiakas Tili ASIAKAS TILI TILITAPAHTUMA Lapsen nimivaihtoehtoja: ASIAKAS_TILI Asiakkaan tilit K

28 Mallinnustehtävä 2 c) Miten purat mahdolliset M:N-yhteydet (esim. TILAUKSENn ja TUOTTEEN välillä) Kun M:N-yhteydet puretaan ja ominaisuudet lisätään, syntyy nk. kohdemalli K

29 Esimerkki yksi-yhteen-yhteydestä MAA PÄÄ- KAUPUNKI K

30 K Esimerkki käsitemallista TAPAHTUMA tapahtuma _ nro pvm kello kassa myynti maara alennus vero TUOTE tuotenro nimi kuvaus yksikko tuoteryhma tuoteryhmanimi LIIKE liikenro liiikenimi lahiosoite PIIRI piini piirinimi johtaja muutospvm LAANI laani laaninimi POSTI postinro posti TUOTERYHMA tuoteryhma tuoteryhmanimi kuvaus TUOTEHINTA tuotenro voimaantulopvm hinta HENKILO henkilonro etunimi sukunimi nimike toihintulopvm esimies vastaava TAPAHTUMA tapahtuma _ nro pvm kello kassa myynti maara alennus vero TUOTE tuotenro nimi kuvaus yksikko tuoteryhma tuoteryhmanimi LIIKE liikenro liiikenimi lahiosoite PIIRI piini piirinimi johtaja muutospvm LAANI laani laaninimi POSTI postinro posti TUOTERYHMA tuoteryhma tuoteryhmanimi kuvaus TUOTEHINTA tuotenro voimaantulopvm hinta HENKILO henkilonro etunimi sukunimi nimike toihintulopvm esimies vastaava

31 Esimerkki: osa tilaustenkäsittelystä UML:n luokkakaaviona Luokan nimi Omainaisuudet Minkälaisiin tilanteisiin oliopohjainen suunnittelu soveltuu? Metodit (toiminnot) Onko olemassa hybridiratkaisuja? K

32 Esimerkki kurssien hallinnasta (Martinin Inf. Eng. notaatio; kopio Vision ohjeesta) K

33 4 mahdollista vaihtoehtoa OSASTO osasto_id osastonimi OSASTO osasto_id osastonimi OSASTO osasto_id osastonimi OSASTO osasto_id osastonimi HENKILO henkilotunnus etunimi sukunimi HENKILO henkilotunnus etunimi sukunimi HENKILO henkilotunnus etunimi sukunimi HENKILO henkilotunnus etunimi sukunimi K

34 Hierarkiat ja BOM-rakenne kuuluu yhtiöön omistaa yhtiöitä YRITYS Yritystunnus Emon_yritystunnus (FK) Esimerkki hierarkiasta: yritys voi omistaa monta muuta yritystä; yksi yritys voi kuulua yhteen emoyhtiöön. YRITYS yritystun kauprekno nimi osoite puhelin tase liikevaihto Esimerkki BOM-rakenteesta (bill-of-material): Yritys voi omistaa monta muuta yritystä; yksi yritys voi kuulua moneen emoyhtiöön. BOM: tuoterakenne YRITYS yritystun kauprekno nimi osoite puhelin tase liikevaihto kuuluu yhtiöön omistaa yhtiöitä YRITYSSUHDE yritystun1 yritystun2 omistuspros K

35 Tietojen toistamista? ASIAKAS ASIAKAS astun osoite Saaako asiakkaan osoitteen kopioida tilaukseen? Eikö ole kiellettyä toistamista? TILAUS TILAUS tilnro toimitusosoite TILAUSRIVI TILAUSRIVI tilnro rivinro hinta TUOTE TUOTE tkoodi hinta Entä hinta? K

36 Käsitteiden yhdistäminen Ennen: ASIAKAS YHTEISTYOKUMPPANI TOIMITTAJA Nyt: OSAPUOLI Ennen: 1_neljannes 2_neljannes 3_neljannes 4_neljannes tulos tase tulos tase tulos tase tulos tase Nyt: Neljannes neljannes_tunnus tulos tase K

37 Määrittelyistä Yrityksemme kanssa liikesuhteessa oleva luonnollinen henkilö, yhteisö tai yritys. ESIM. Oy Kala Ab, Joutsenon kunta, Pekka Jokinen, Shakkipojat ry Anna käsitteille määritelmät + kirjoita esimerkkejä K

38 Lisätietoja Hovi, Huotari, Lahdenmäki: Tietokantojen suunnittelu & indeksointi, Docendo (2003, 2005) Hovi, Ari. SQL-opas, Docendo (2004) Connolly & Begg: Database Systems, Addison Wesley (2003) Soini, Tapani. Tietoanalyysi, Weilin&Göös (1984) K